环境内分泌干扰物对鱼类性别分化的影响

鱼类性别分化是在性别决定机制的控制下,鱼类未分化的性腺向卵巢或精巢发育,并出现第2性征的过程,受自身内分泌系统的精确调控。环境内分泌干扰物能通过干扰内源激素的合成、释放、转运、代谢、结合和作用等过程影响鱼类的内分泌机能,从而对鱼类的性别分化产生影响。介绍了鱼类性别分化的模式和过程以及内分泌系统对鱼类性别分化的调控作用,综述了环境内分泌干扰物对鱼类性别比例、配子发生、性腺发育和第2性征的影响,从性类固醇激素的合成以及性别分化相关基因的表达两个方面探讨了环境内分泌干扰物影响鱼类性别分化的作用机制,并展望了该领域未来的研究方向。     

受体功能区结构与环境内分泌干扰效应生物差异的关系

环境中存在的多种内分泌干扰物能够与生物体内的天然激素受体选择性结合并产生多种生物效应,由于受体功能区三维结构的不同,其内分泌干扰活性存在着种间、种内、组织间等的种种差异,限制了不同物种间毒性效应的外推研究,增加了环境内分泌干扰物筛选和风险评价的难度.论文综述了基于受体介导的环境内分泌干扰物生物活性与相应受体选择性及受体功能区结构关系的研究进展,并利用分子模拟方法分析探讨了雌激素受体与部分化合物结合作用模式,讨论了目前存在的问题,对以后有关方面的研究提出了建议.     

多氯联苯羟基化代谢物及其雌激素效应研究进展

多氯联苯作为一种环境内分泌干扰物,具有一定的雌激素干扰效应,导致动物雌激素水平紊乱或功能异常,从而影响生殖、发育或行为。羟基多氯联苯是多氯联苯最主要的活性代谢产物,已经在动物和人体组织中被检出。羟基多氯联苯的化学性质和分子空间构象使其雌激素干扰效应可能较母体化合物更强。因此,它们对人类和动物机体的潜在影响以及由此带来的新的毒理学问题成为内分泌干扰研究领域的热点之一,相关的毒性作用机制需要进一步探索。本文对多氯联苯的代谢途径、羟基多氯联苯在生物体内的暴露水平、雌激素干扰效应及作用机制进行综述。     

类固醇激素在环境中的污染现状及归趋

类固醇激素是一类典型的环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs),具有极强的内分泌干扰效应和生物活性,因其在各种环境介质中频繁被检出,近几十年来受到了人们的广泛关注。本文系统综述了环境中类固醇激素的主要来源、途径与污染现状及其环境行为,并对未来研究方向进行展望。     

邻苯二甲酸二(异)丁酯及其替代品的内分泌干扰效应研究进展

邻苯二甲酸二丁酯(di-n-butyl phthalate,DnBP)和邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate,DiBP)是广泛用于塑料、树脂和橡胶制品中的邻苯二甲酸酯类增塑剂,曾在各种环境介质中频繁检出.现有研究表明,DnBP和DiBP对人类和其他动物具有显著的内分泌干扰效应以及生殖发育毒性等不...     

污水处理厂出水中抗雄激素样化合物控制的优先性研究

污水处理厂出水是环境中内分泌干扰物的重要来源之一。针对关注较少的抗雄激素样内分泌干扰物,在已有研究基础上,依据抗雄激素样化合物的抗雄激素样活性风险,建立了污水处理厂出水中抗雄激素样化合物控制的优先性排序方法。在污水处理厂出水中,共有147种疑似抗雄激素样化合物需要关注,主要为农药类,约占总数的60%。抗雄激素样活性风险排名前10%的化合物如下:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、双酚A、溴螨酯、对叔辛基酚、腐霉利、烯菌酮、氯苯嘧啶醇、烯酰吗啉、杀螟松、十二烷基酚、敌草隆、咯菌酯、2-羟基-4'-甲氧基二苯甲酮、以及邻苯基苯酚。     

建立组织外植体的共培养模型(in vitro)用于预测内分泌干扰效应(in vivo)：以黑头软口鲦(Pimephales promelas)的下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴内分泌干扰作用为例

内分泌干扰物 （Endocrine Disrupting Compounds, EDCs）可以通过干扰下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴来影响生殖系统。虽然目前已有筛选内分泌干扰物的体外检测方法,但这些方法在用于体内实验时却有着不稳定的准确性。本文记录了以黑头呆鱼（Pimephales promelas）的下丘脑-垂体-性腺轴与肝（HPG-L）的共培养组织作为组织外植体来模拟体内反应的结果。我们对成年鱼的大脑（下丘脑）,垂体,性腺和肝进行了单独和共同培养的检测来确定可以在体内重复的情况与组合。只有共培养体表现出去甲雄三烯醇酮对于雌二醇,睾酮和卵黄生成素生成趋势的影响。较低的暴露剂量会抑制激素生成,而较高的暴露剂量则会促进激素生成,形成U型作用曲线。这些数据表明下丘脑-垂体-性腺-肝轴的全部组织的共同培养可以作为体内实验与体外实验的连接,从而预测在完整生物体内内分泌系统的扰乱。本实验中以组织为基础的下丘脑-垂体-性腺-肝系统作为一个灵活的体内系统的解构版本得到了更好的实验控制。通过分离、审查和重组需要的组织,我们能够检测到生物系统功能与对于内分泌干扰物反应中的微小变化。
精选自Theresa K. Johnston, Edward Perkins, Duncan C. Ferguson, Donald M. Cropek. Tissue explant co-culture model of the hypothalamic-pituitary-gonadal-liver axis of the fathead minnow (Pimephales promelas) as a predictive tool for endocrine disruption. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 10, pages 2530–2541, October 2016. DOI: 10.1002/etc.3415
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3415/full
     

A review on environmental distributions and risk management of phenols pertaining to the endocrine disrupting chemicals in Taiwan

Some phenols, including pentachlorophenol, dichlorophenol, alkylphenols (nonylphenol & octylphenol) and bisphenol-A, have been identified as endocrine disrupting chemicals (EDCs). These phenolic EDCs are extensively used in a wide range of household products, thus posing potential health risks for humans exposed to them. From the viewpoints of ecotoxicology, human health and regulations, it is urgent to restrict the emissions and releases of these estrogenic chemicals from the industrial processes and commercial products. This review article first focused on the physicochemical properties of phenolic EDCs and their industrial/commercial uses. Furthermore, their environmental distributions and regulatory frameworks for integrated risk management of these chemicals in Taiwan were conducted as a case study. Emphasis was thus put on the cross-ministerial joint venture (i.e., environment, health, agriculture, labor, and industry authorities), and the government policy on the risk management of EDCs. Finally, some recommendations for pollution prevention and toxicity reduction of phenolic EDCs were also addressed and analyzed to progress towards a sustainable society in Taiwan.     

环境内分泌干扰物低剂量-效应研究进展

环境内分泌干扰物(EDCs)的低剂量-效应已成为生态毒理学界的研究热点.环境内分泌干扰物在接近或低于无可见不良效应浓度水平(NOAEL)时仍可诱发生物效应并存在非单调剂量-效应关系,这对现行的动物繁殖和发育毒理学检测规程以及环境内分泌干扰物风险评价的理论和方法提出了挑战.此外,由于环境中内分泌干扰物呈低剂量长期暴露的特征,研究低剂量-效应对正确进行生态风险评价具有重大的科学意义.在总结国内外相关研究的基础上,对当前环境内分泌干扰物低剂量-效应的研究进展进行了综述.     

Occurrence of estrogenic endocrine disrupting chemicals concern in sewage plant effluent

The purpose of this study was to give a worldwide overview of the concentrations of typical estrogenic endocrine disrupting chemicals （EDCs） in the effluent of sewage plants and then compare the concentra- tion distribution of the estrogenic EDCs in ten countries based on the survey data of the estrogenic EDCs research. The concentrations of three main categories （totally eight kinds） of estrogenic EDCs including steroidal estrogens （estrone （El）, estradiol （E2）, estriol （E3） and 17a- ethynylestradiol （EE2））, phenolic compounds （nonylphe- nol （NP） and bisphenol A （BPA）） and phthalate esters （dibutyl phthalate （DBP） and dibutyl phthalate （2- ethylhexyl） phthalate （DEHP）） in the effluents of sewage plants reported in major international journals over the past decade were collected. The statistics showed that the concentration distributions of eight kinds of EDCs were in the range of ng·L^-1 to μg·L^-1. The concentrations of steroidal estrogens mainly ranged within 50.00 ng. L-1, and the median concentrations of El, E2, E3 and EE2 were 11.00, 3.68, 4.90 and 1.00 ng·L^-1, respectively. Phenolic compounds and phthalate esters were found at pg. L-1 level （some individual values were at the high level of 40.00 μg·L^-1）. The median concentrations of BPA, NP, DBP and DEHP were 0.06, 0.55, 0.07 and 0.88 μg·L^-1, respectively. The concentrations of phenolic compounds and phthalate esters in the effluents were higher than that of steroids estrogens. The analysis of the concentration in various ten countries showed that steroids estrogens, phenolic compounds and phthalate esters in sewage plant effluents were detected with high concentration in Canada, Spain and China, respectively.     

Determination of three endocrine disrupting chemicals,triclosan, 4-n-nonylphenol,and di-n-butyl phthalate using stir bar sorptive extraction in samples of different matrices

Three endocrine disrupting chemicals (EDCs), triclosan (TCS), 4-n-nonylphenol (4-n-NP), and di-n-butyl phthalate (DBP) were determined using stir bar sorptive extraction (SBSE) along with high-performance liquid chromatography/photodiode array detection (HPLC/DAD). Benzyl butyl phthalate was used as an internal standard. The targeted analytes could be rapidly determined with limits of quantification (LOQ) ranging from 4.1 (DBP), 10 (TCS), to 34 (4-n-NP)?µg?L^?1 in real samples such as bottled waters, personal care products, soaps, lotions, and urine. The results show that the developed analytical scheme is solvent-saving, efficient, and capable of fast screening samples for these common EDCs.     

The roach (Rutilus rutilus) as a sentinel for assessing endocrine disruption.

Alterations in development and reproduction as a consequence of exposure to endocrine-disrupting chemicals (EDCs) have been demonstrated in many wildlife species. Animals living in, or closely associated with, the aquatic environment are particularly vulnerable to endocrine disruption because thousands of chemicals are actively disposed into rivers, estuaries and seas. Fish have thus been a focus in endocrine disruption studies, and some of the most comprehensive studies on the disruption of sexual development and function are on the roach (Rutilus rutilus). This paper provides a critical analysis of the roach as a sentinel for studies into endocrine disruption. The paper starts by describing what is known on the basic reproductive biology of the roach, information essential for interpreting chemical effect measures on sexual development and function. We then analyze where and how the roach has been applied to improve our understanding of the estrogenic nature of discharges from wastewater treatment works (WWTWs) and describe the phenomenon of feminized male roach in UK rivers. In this paper, the causation of these effects and issues of relative susceptibility and sensitivity of the roach to the effects of estrogenic EDCs are addressed. The paper then describes the ongoing work on the development of genetic and genomic resources for roach and analyses how these are being applied in studies to understand the mechanisms of disruption of sexual development. Finally, the paper addresses the biological significance of sexual disruption and intersex for the individual and discusses the possible implications for wild populations.     

核受体超家族及其酵母双杂交检测技术

环境污染物的内分泌干扰问题近年来引起了极大的关注,大量研究证实:核受体是内分泌干扰的重要作用位点.论文在总结国内外相关研究基础上,对生物体内核受体超家族的组成、结构特征、作用模式进行了概括总结;对环境内分泌干扰物干扰核受体超家族最新研究进展给予了评述;对酵母双杂交检测技术的原理及其在核受体超家族和环境内分泌干扰效应研究中的应用进行了探讨,指出应将酵母双杂交检测技术与核受体超家族研究相结合,建立成组重组核受体基因双杂交酵母体系,应用于多种内分泌干扰效应和作用机制的系统研究.     

环境雌激素对男性生育因子的破坏作用

本文介绍了环境雌激素多氯联苯(PCBs)和酞酸酯(PEs)对男性生育因子的破坏作用,以及PCBs和PEs对精液参数的作用机制．对生育和不育男性的精液参数间的差异、精液异雌激素和精液参数间的相关性,以及不同范畴的不育男性精液质量的分析表明,PCBs和PEs对无明显病原学的不育男性的精液质量可能有破坏作用．     

污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制

环境中可以影响生物体甲状腺激素合成、运输、作用和代谢等过程的化学污染物称为甲状腺激素干扰物(TDCs),TDCs被认为是继环境雌激素之后最重要的一类内分泌干扰物.鱼类甲状腺的结构、甲状腺激素的转运和功能等与哺乳动物有较大差别.与哺乳动物相比,污染物干扰鱼类甲状腺激素的研究还较为缺乏.在介绍鱼类甲状腺结构、功能以及甲状腺激素在鱼体内动态过程的基础上,分析了污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制,探讨了今后鱼类甲状腺激素干扰研究的主要方向.污染物能对鱼类甲状腺激素水平、相关酶活性及甲状腺结构等产生直接影响;同时,污染物还可以通过干扰鱼类甲状腺系统对由甲状腺激素调节的重要生理过程如生长、繁殖和发育等产生间接影响.污染物主要通过干扰鱼类甲状腺激素的合成与分泌、转运、清除以及与甲状腺激素受体(TR)的相互作用等机制对鱼类产生不利影响.在污染物对鱼类甲状腺激素干扰的研究中,今后应重点关注环境中"新型"卤化有机污染物、鱼类早期发育过程与甲状腺激素干扰效应的关系、TR介导机制以及TDCs的筛选方法等.     

非洲爪蟾在生态毒理学研究中的应用(Ⅲ)——生殖内分泌干扰作用的评价

两栖动物生殖内分泌系统(如性别分化、性腺发育、第二性特征)对性激素的敏感性,使得该类动物可用于研究内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)对生殖内分泌系统的干扰作用.两栖动物非洲爪蟾是发育生物学研究的经典模型动物,多年来积累的有关其生殖内分泌的资料可以为生殖内分泌干扰的研究提供参考.论文分析了非洲爪蟾作为评价生殖内分泌干扰作用模型动物的理论基础,总结了评价生殖内分泌干扰作用目前使用的几个指标(性别分化、性腺形态、性腺组织学结构、性激素水平、卵黄蛋白原表达等生物标记),综述了非洲爪蟾在评价酚类化合物、阿特拉津、多氯联苯等几种EDCs的生殖内分泌干扰作用中的应用,最后讨论了非洲爪蟾作为一种评价EDCs生殖内分泌干扰作用的模型动物目前存在的问题.毫无疑问,非洲爪蟾是生殖内分泌干扰研究的良好模型动物,为促进该模型动物更好的应用,需要加强非洲爪蟾生殖生物学和内分泌学的研究.     

构建有机化合物斑马鱼雌激素干扰效应的二元分类模型

计算毒理学方法已成为辅助内分泌干扰物(EDCs)管理的决策支持工具。因此,发展内分泌干扰效应指标的(定量)结构活性关系((Q) SAR)等预测模型对于实现EDCs环境管理具有重要的意义。在雌激素受体(Q) SAR模型研究方面,目前主要针对人、牛、大鼠和小鼠等物种的雌激素受体干扰效应进行了研究,而对鱼等水生生物雌激素受体干扰效应等指标的(Q)SAR模型研究还较少。本研究采用基于欧几里德距离的K最近邻(k NN)分类算法,构建了斑马鱼雌激素受体干扰效应的二元分类模型。结果表明,2个最优模型训练集和验证集的预测准确度(Q)、敏感性(Sn)和特异性(Sp)参数均大于0.93,说明模型具有较好的预测能力。因此,能够用所建模型填补模型应用域内其他化合物缺失的斑马鱼雌激素受体干扰效应定性数据。     

多溴二苯醚及其代谢物的内分泌干扰活性和构效关系研究进展

多溴二苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作为一种良好的防火溴系阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)广泛应用于各种家用和工业产品.研究表明,PBDEs容易从产品中溢出而进入环境.近年来,PBDEs及其代谢物已在各种环境介质和生物体中被广泛检出.毒理学研究发现,PBDEs及其代谢物具有生殖毒性、免疫毒性、神经毒性和内分泌干扰作用.在总结国内外相关研究基础上,论文综述了PBDEs及其代谢物的内分泌干扰活性,重点集中在对甲状腺激素活性、雌激素活性、雄激素活性及影响性激素转化和代谢的芳香化酶、CYP17酶、雌二醇磺基转移酶(E2SULT)活性的影响;分析了具有不同测试终点内分泌干扰活性的化合物的结构特征.研究发现,在内分泌干扰活性方面,PBDEs母体化合物的影响较小,主要是PBDEs代谢物产生的影响,特别是羟基化代谢物引起了较严重的内分泌干扰作用,即PBDEs化合物是一类通过代谢而被活化的内分泌干扰前趋物.为评价PBDEs及其代谢物对人和其他生物的健康危害,应加强其内分泌干扰活性机制的研究,以及具有同类型作用模式的PBDEs及其代谢物定量结构-活性关系的研究.     

计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的应用和展望

内分泌干扰物通过干扰内分泌系统导致多种疾病,如生殖疾病、肥胖症甚至癌症。然而,面对环境中大量潜在的内分泌干扰物,传统的体外、体内评估方法由于成本高、耗时长等问题,难以实现内分泌干扰物的高通量筛查。计算毒理学逐渐发展成为被美国环保局(Environmental Protection Agency,EPA)、经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)等机构所推荐的内分泌干扰物筛选与预测方法。本文综述了计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的进展,主要包括分子对接和分子动力学模拟的应用,并对有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)的方法进行介绍和展望。